JP6413177B2 - 車両用クラッチ制御システム - Google Patents
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Description
特許文献3は、車両のためのクラッチの制御を開示している。この制御では、機関回転数、変速機入力側回転数およびスロットルバルブ位置に基づいて目標クラッチトルクが算出される。そして、その目標クラッチトルクに基づいてクラッチアクチュエータが制御される。より具体的には、機関回転数および変速機入力側回転数に基づいて、暫定目標クラッチトルクが算出される。一方、変速機入力側回転数およびスロットルバルブ位置に基づいて目標機関回転数が算出される。実際の機関回転数が目標機関回転数を下回っていればクラッチを開方向に移動調節するように暫定目標クラッチトルクを補正して目標クラッチトルクが算出される。実際の機関回転数が目標機関回転数を上回っていればクラッチを閉鎖方向に移動調節するように暫定目標クラッチトルクを補正して目標クラッチトルクが算出される。
しかし、特許文献1,2,3のいずれにも、このような場合についての具体的な言及はない。
たとえば、特許文献1の先行技術では、上り坂においては、車速の減少に伴って、エンジン出力が高められたうえでクラッチが接合され、前進方向への推進力が高められる。したがって、前進ギヤのまま、重力を利用して車両を後退させることはできない。
また、この発明の一実施形態は、トランスミッションのギヤ位置と車両の進行方向とが整合しているか否かにかかわらずに、エンジンブレーキを利用することができる車両用クラッチ制御システムを提供する。
上記の実施形態では、車両の惰行によって、被駆動側回転速度が駆動側回転速度よりも大きくなる第1条件、および被駆動側回転速度が所定値以上となる第2条件のうちの一方または両方が充足されると、半クラッチ制御が開始される。半クラッチ制御では、駆動側回転速度が目標回転速度よりも高ければ駆動側部および被駆動側部の互いの押圧力が強められる。一方、駆動側回転速度が目標回転速度よりも低ければ、その押圧力が弱められる。押圧力の制御は、クラッチアクチュエータの制御により達成される。したがって、クラッチアクチュエータを制御することにより、駆動側回転速度が目標回転速度に導かれる。アクセル全閉に対する目標回転速度は、アイドル回転速度相当値よりも低い値に設定される。
この構成によれば、アクセル全閉に対応する目標回転速度が、エンジンの運転を維持できる(換言すれば、エンジンストールしない)下限エンジン回転速度に相当する値よりも高い。そのため、エンジンストールを回避しながら、ギヤ位置が前進ギヤ位置か後進ギヤ位置かによらず、エンジンブレーキを効かせながら重力を利用して坂を下ることができる。
この発明の一実施形態では、前記目標クラッチトルク設定ユニットが、前記半クラッチ移行制御ユニットが半クラッチ制御に移行したときのアイドル回転速度に応じて前記目標クラッチトルクを可変設定する。この構成によれば、目標クラッチトルクは一定ではなく、半クラッチ制御への移行時のアイドル回転速度に依存する。たとえば、アイドル回転速度は、吸気温度、油温、始動直後か否か、エンジン温度等のパラメータに応じて変動してもよい。このようなアイドル回転速度の変動に応じて適切な目標クラッチトルクが可変設定される。それにより、確実に、エンジンストールを回避しつつ、ギヤ位置が前進ギヤ位置か後進ギヤ位置かによらず、エンジンブレーキを効かせながら、重力を利用して坂を下ることができる。
この発明の一実施形態では、前記第2半クラッチ制御は、前記クラッチが接続状態に至る押圧力よりも小さい上限押圧力以下の押圧力を生じるように前記クラッチアクチュエータを駆動する制御を含む。この構成によれば、ギヤ位置と車輪の回転方向とが不整合のときに行われる第2半クラッチ制御では、クラッチが接続状態に至らないようにクラッチアクチュエータが制御される。それによって、エンジンストールを回避しながら、エンジンと車輪との間のトルク伝達を行える。よって、エンジンブレーキを効かせながら、重力を利用して坂を下ることができる。
この発明の実施形態が適用される車両の形態および用途にとくに制限はない。この発明の実施形態がとくに有用な車両の一つのカテゴリは、ユーティリティビークル(Utility vehicle)である。とりわけ、レクレーショナル・オフハイウェイ・ビークル(Recreational Off-Highway Vehicle)と称される四輪駆動の全地形型車両において、この発明の実施形態が有用である。ユーティリティビークルは不整地での走行に使用されることがある。このようなカテゴリの車両では、エンジンブレーキを効かせながら重力を利用して下り坂を下りたり、急な上り坂の登坂を断念し、重力を利用して上り坂を下ったりする場合がある。場合によっては、後進ギヤで坂を登ったり、下ったりする場面もあり得る。
クラッチアクチュエータ11は、クラッチ3の駆動側部31および被駆動側部32を互いに接近および離間させる。クラッチアクチュエータ11は、さらに、駆動側部31および被駆動側部32が接触している状態で、互いの押圧力を強めたり、弱めたりするように構成されている。これにより、駆動側部31と被駆動側部32とが摩擦接触し、それらの間で伝達されるトルクが増減する。
シフトアクチュエータ13は、シフトカム44を操作するためのシフタ45を作動させ、それによって、ギヤ位置を変更するためのシフト動作を実行する。シフトアクチュエータ13の作動子の位置を検出するために、シフトアクチュエータセンサ14が設けられている。シフトアクチュエータ13の作動子の位置は、シフタ45の位置に対応する。制御ユニット10は、シフトアクチュエータセンサ14の出力信号に基づいて、シフトアクチュエータ13を制御する。
ギヤ位置センサ15は、トランスミッション4のギヤ位置を検出する。具体的には、ギヤ位置センサ15は、シフトカム44の位置(たとえば回転位置)を検出するセンサであってもよい。
メインキースイッチ35は、車両1に電源を投入するためにメインキーを用いて導通/遮断操作されるキースイッチである。バッテリ25は、制御ユニット10等の電装品に電力を供給する。制御ユニット10は、バッテリ25の電圧をモニタしている。
こうして、エンジン2が発生するトルクがクラッチ3を介してトランスミッション4に伝達される。さらに、トランスミッション4で変速された回転が車輪5に伝達されることにより、車両1が移動する。クラッチ3が接続状態に至った後は、制御ユニット10は、スロットル開度に応じたエンジン出力が得られるように、燃料噴射弁22の制御(燃料噴射制御)および点火ユニット23の制御(点火制御)を実行する。
スロットル開度センサ26によってアクセル全閉(スロットル全閉)が検出されており、かつ車速センサ16が所定の車速閾値未満の車速を検出しているときには、制御ユニット10は、クラッチ3を切断状態に保持するようにクラッチアクチュエータ11を制御する。車両1が惰行すると、車速センサ16は車速の増加を検出する。その検出される車速が所定の半クラッチ制御開始閾値を超えると、制御ユニット10は、クラッチアクチュエータ11を制御して、駆動側部31と被駆動側部32との間でトルク伝達される状態にクラッチ3を制御する。より正確には、制御ユニット10は、クラッチ3が切断状態のときに、次の2つの条件のうちの少なくともいずれか一方が充足されると、半クラッチ制御を開始する。
条件2:被駆動側回転速度が所定値以上である。
被駆動側回転速度とは、クラッチ3の被駆動側部32の回転速度、すなわち、メイン軸41の回転速度であり、車速に対応している。メイン軸41の回転速度は、ドライブ軸42の回転速度に比例し、その比例定数は、選択されているギヤ位置での変速比である。そして、この実施形態では、車速センサ16は、ドライブ軸42の回転速度を検出している。したがって、選択されているギヤ位置(変速段)の変速比と車速とに基づいて被駆動側回転速度を算出できる。
必ずしも被駆動側回転速度および駆動側回転速度そのものを算出する必要はない。たとえば、車速が選択ギヤ位置に応じた半クラッチ制御開始閾値(たとえば15km/h程度)を超えれば、条件2が充足される。すなわち、条件2の判断において、車速を被駆動側回転速度の代替指標として用いてもよい。また、たとえば、エンジン回転速度を選択ギヤ位置での変速比等に基づいてドライブ軸42上での回転速度に換算して車速換算値を求め、その車速換算値を駆動側回転速度相当値として求めてもよい。そして、その車速換算値と車速センサ16が検出する車速とを比較することで、条件1の成否を判断してもよい。より具体的には、クラッチ3が切断状態であり、エンジン回転速度がアイドル回転速度以下のときに、車速が半クラッチ制御開始閾値を超えれば、条件1,2が充足されてもよい。
図2は、前記惰行時の半クラッチ制御におけるアクセル全閉時の目標エンジン回転速度の設定例を説明するための図であり、アクセル全閉でクラッチ3が接続状態のときのエンジン2の特性を表す。横軸はエンジン回転速度を表し、縦軸はクラッチ軸に換算したエンジントルク、すなわち、クラッチ3が駆動側部31から被駆動側部32へと伝達するトルク(クラッチトルク)を表す。
アイドル回転速度Niのとき、エンジントルクは零である。エンジン回転速度がアイドル回転速度Niを超えているとき、エンジントルクは負の値である。なぜなら、エンジン2は、アイドル回転速度Niを保とうとするので、回転を抑制するエンジントルクを発生するからである。エンジン回転速度がアイドル回転速度Ni未満のとき、エンジントルクは正の値である。なぜなら、エンジン2は、アイドル回転速度Niを保とうとするので、回転を促進するエンジントルクを発生するからである。
車両1が下り坂にあって、アクセル全閉でかつクラッチ3が接続状態である場合を考える。このとき、車両1が受ける重力のために車速が増加すると、エンジン2がアイドル回転速度を保とうとする結果、負のエンジントルクによって車両1が制動される(エンジンブレーキ)。また、アクセル全閉でクラッチ3が接続状態のとき、上り坂や路面摩擦のために車速が減少し、その結果、エンジン回転速度がアイドル回転速度未満となる場合を考える。このとき、エンジン2がアイドル回転速度を保とうとする結果、正のエンジントルクによって車両1が加速される。
半クラッチ制御では、制御ユニット10は、目標エンジン回転速度NTが達成されるように、クラッチアクチュエータ11を制御し、それによって、クラッチ3の駆動側部31と被駆動側部32との間の押圧力を制御する。これにより、駆動側部31と被駆動側部32との間で伝達されるクラッチトルクが可変され、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度NTに制御される。
制御ユニット10は、ギヤ位置センサ15から選択ギヤ位置(選択中のギヤ位置)の情報を取得する。制御ユニット10は、その選択ギヤ位置が前進ギヤ位置のうちの最下段のギヤ位置(最下段ギヤ位置)であるかまたは後進ギヤ位置(複数の後進ギヤ位置がある場合には最下段の後進ギヤ位置)であるかを判断する(ステップS1)。この判断が肯定(YES)されると、制御ユニット10は、車速センサ16が検出する車速がクラッチ切断閾値(たとえば、10km/h程度)未満かどうかを判断する(ステップS2)。この判断が否定(NO)であれば、ステップS3以降の処理は行わず、その他の処理を行う。車速がクラッチ切断閾値未満になると(ステップS2:YES)、制御ユニット10は、クラッチアクチュエータ11を制御して、クラッチ3を切断状態に制御する(ステップS3)。この処理が、制御ユニット10の切断制御ユニットとしての機能に相当する。
なお、図4Aの例では、ステップS12またはステップS13の判断が肯定されることを条件に半クラッチ制御に移行している。しかし、ステップS12およびステップS13のうちの両方が肯定されることを、半クラッチ制御に移行する条件としてもよい。
図4Bは、半クラッチ制御終了判定(図3のステップS6)の具体例を説明するためのフローチャートである。制御ユニット10は、駆動側回転速度が半クラッチ制御時のアクセル全閉用目標エンジン回転速度よりも小さいかどうかを判断する(ステップS21)。この実施形態では、制御ユニット10は、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度から所定の値β(β≧0)を減算した値よりも小さいか否かを判断する。駆動側回転速度の代わりに、エンジン回転速度を用いて同様の判断を行ってもよい。エンジン回転速度と駆動側回転速度とは比例関係にあるからである。さらに、制御ユニット10は、被駆動側回転速度が所定値以下かどうかを判断する(ステップS22)。この実施形態では、制御ユニット10は、車速が第2所定値V2(V2>0。たとえばV2<V1。V2は、たとえば10km/h程度)以下かどうかを判断する。これらの判断は、いずれの順序で行われてもよい。制御ユニット10は、ステップS21〜S22のいずれかの判断(半クラッチ制御終了条件)が肯定されると、半クラッチ制御を終了して、クラッチを切断する(図3のステップS3)。また、制御ユニット10は、上記の全ての判断(ステップS21〜S22)が否定されると、半クラッチ制御(図3ステップS5)を継続する。
図5は、半クラッチ制御の具体例を説明するためのフローチャートである。制御ユニット10は、半クラッチ制御に移行したときのアイドル回転速度を取得する(ステップS31)。制御ユニット10は、そのアイドル回転速度に基づいて、半クラッチ制御時のアクセル全閉用目標エンジン回転速度を設定する(ステップS32)。これが、制御ユニット10の目標回転速度設定ユニットとしての機能である。アクセル全閉用の目標エンジン回転速度の設定については、図2を参照して前述したとおりである。
クラッチ押圧量の急変を回避するために、クラッチ押圧量変化量を所定の上限値(>0)に制限してもよい。これにより、クラッチ3が瞬時に接続されることを回避して、駆動側部31と被駆動側部32とを徐々に(段階的に)接続することができる。
クラッチ3が切断状態であり、車両1が重力により惰行して車速が増加し、被駆動側回転速度が駆動側回転速度を上回ると(または、車速が第1所定値V1以上となると)、半クラッチ制御が開始される(時刻t2)。
クラッチ3が接続状態になると、実エンジン回転速度がアイドル回転速度よりも大きいので、クラッチトルクは負となり(図2参照)、エンジントルクによって被駆動側部32の回転が抑制される。これにより、エンジンブレーキを効かせながら、下り坂を下ることができる。
図9は、トランスミッション4のギヤ位置が前進ギヤ位置に設定されている状態で、上り坂を惰行により下る(後進する)場合の動作例を示す。
制御ユニット10は、アクセル全閉用目標エンジン回転速度をアイドル回転速度よりも低い値に設定し、その目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との差分に応じてクラッチ押圧量変化量を演算する。実エンジン回転速度(アイドル回転速度)が目標エンジン回転速度よりも高いので、クラッチ押圧量変化量は正の値である。したがって、クラッチ押圧量が増加し、クラッチ3は、切断状態から半クラッチ状態となる。
図10Aおよび図10Bは、比較例の構成による動作を説明するための図である。ここで想定する比較例は、アクセル全閉のときに、車速がアイドル回転速度相当値を超えると、クラッチ接続動作を開始するように構成されている。
以上のように、この実施形態によれば、クラッチ3が切断状態のときに、車両1の惰行によって、被駆動側回転速度が駆動側回転速度よりも大きくなる条件1、および車速(すなわち、被駆動側回転速度)が第1所定値V1以上となる条件2のうちの一方または両方が充足されると、半クラッチ制御が開始される。半クラッチ制御では、エンジン回転速度(駆動側回転速度に相当)がアクセル全閉用目標エンジン回転速度よりも高ければ、駆動側部31および被駆動側部32の互いの押圧力が強められる。一方、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度よりも低ければ、その押圧力が弱められる。押圧力の制御は、クラッチアクチュエータ11の制御により達成される。したがって、クラッチアクチュエータ11を制御することにより、エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に導かれる。アクセル全閉に対する目標エンジン回転速度は、アイドル回転速度よりも低い値に設定される。
また、この実施形態では、半クラッチ制御において、アクセル全閉用目標エンジン回転速度は、エンジン2の運転を維持できる下限エンジン回転速度よりも高い値に設定される。したがって、ギヤ位置と車両1の走行方向とが不整合のときでも、エンジンストールを回避し、かつエンジンブレーキを効かせながら、重力を利用して坂を下ることができる。
さらに、この実施形態では、車速センサ16は、ドライブ軸42の回転に応じて、回転方向に関係無く、回転量に応じた回転パルスを生成する回転パルス生成ユニット16aを有している。したがって、車速情報は、車両1の走行方向、すなわち、車輪5の回転方向に関する情報を有していない。このように、方向に関する情報を出力しない安価な車速センサ16を用いる構成でありながら、ギヤ位置に関係無く、エンジンストールを回避しながら、エンジンブレーキを効かせて、重力を利用して坂を下ることができる。なぜなら、エンジン回転速度を目標エンジン回転速度と比較してクラッチ3の押圧力を制御する構成は、前述のとおり、ギヤ位置と車両1の走行方向とが整合しているか否かによらずに作動可能だからである。
次に、この発明の第2の実施形態について説明する。この第2の実施形態の説明において、前述の図1および図2を再び参照する。
Te−Tc=I×(dω/dt) …(1)
したがって、Te>Tcならエンジン回転速度ωが増加する。Te<Tcならエンジン回転速度ωが減少する。Te=Tcならエンジン回転速度ωは変化しない。
Tc=Te−I×(dω/dt) …(2)
すなわち、エンジントルクTeおよびエンジン回転速度の時間変化dω/dtに基づいて、クラッチトルクTc(実クラッチトルク)を求めることができる。
半クラッチ制御におけるアクセル全閉用目標クラッチトルクTTは、アイドル回転速度Niのときのクラッチトルク(=0)よりも大きく、かつ下限エンジン回転速度NLでのクラッチトルクTU(上限クラッチトルク)よりも低い値に設定される。換言すれば、下限エンジン回転速度NLよりも高く、かつアイドル回転速度Niよりも低いエンジン回転速度でエンジン2が発生するエンジントルクに相当する値が、アクセル全閉に対応する目標クラッチトルクTTとして設定される。すなわち、第1の実施形態での半クラッチ制御における目標エンジン回転速度設定領域RN1に対応する目標クラッチトルク設定領域RT1内で、アクセル全閉用の目標クラッチトルクTTが設定される。制御ユニット10は、吸気温度、油温、始動直後か否か、冷却水温度(エンジン温度)等に応じて、アイドル回転速度Niを可変設定する。それに応じて、制御ユニット10は、半クラッチ制御を開始したときのアイドル回転速度Niに応じて、アクセル全閉用目標クラッチトルクTTを可変設定する。
車両1が惰行するときの制御ユニット10の動作は、前述の第1の実施形態の説明で参照した図3の場合と同様である。そして、半クラッチ制御移行判定(図3のステップS4)、および半クラッチ制御終了判定(図3のステップS6)に関する動作も同様であり、図4Aおよび図4Bにそれぞれ示されているとおりである。したがって、以下では、図3、図4Aおよび図4Bを併せて参照する。
図13は、半クラッチ制御の具体例を説明するためのフローチャートである。制御ユニット10は、半クラッチ制御に移行したときのアイドル回転速度を取得する(ステップS41)。制御ユニット10は、そのアイドル回転速度に基づいて、アクセル全閉用の目標クラッチトルクを設定する(ステップS42)。目標クラッチトルクの設定については、図2を参照して前述したとおりである。ステップS41,S42の処理が、制御ユニット10の目標クラッチトルク設定ユニットとしての機能に相当する。
さらに、制御ユニット10は、目標クラッチトルクと実クラッチトルクとに基づいて、クラッチ押圧量の変化量を演算する(ステップS44)。そして、制御ユニット10は、演算されたクラッチ押圧量変化量に基づいて、クラッチ指令値を更新する(ステップS45)。制御ユニット10は、前回の制御周期におけるクラッチ指令値(前回値)に対してクラッチ押圧量変化量を加算して、今回の制御周期におけるクラッチ指令値(今回値)を求める。
図14は、クラッチ押圧量変化量の演算例を説明するためのブロック図である。この例では、制御ユニット10は、実クラッチトルクに対する目標クラッチトルクの偏差(=目標クラッチトルク−実クラッチトルク)を求め、その偏差に係数K2(K2>0)を乗じてクラッチ押圧量変化量を求める。すなわち、いわゆるP制御(比例制御)によって、クラッチ押圧量変化量が求められている。むろん、実クラッチトルクと目標クラッチトルクとの差分を用いたPI制御(比例積分制御)またはPID(比例積分微分)制御などの他の演算方法によってクラッチ押圧量変化量が求められてもよい。
図15は、クラッチ押圧量変化量の演算例を説明するための図である。図15(a)は、実クラッチトルクの変化を示し、図15(b)はクラッチ指令値の変化を示している。クラッチ指令値は、前述のとおり、駆動側部31と被駆動側部32との間の距離に対応している。クラッチ指令値は、切断状態に対応する値と接続状態に対応する値との間の値をとることができる。
クラッチ3が切断状態であり、車両1が重力により惰行して車速が増加し、被駆動側回転速度が駆動側回転速度を上回ると(または、車速が第1所定値V1以上となると)、半クラッチ制御が開始される(時刻t12)。制御ユニット10は、アクセル全閉用目標クラッチトルクをアイドル回転速度でのエンジントルク相当値(=0)よりも大きい値に設定し、その目標クラッチトルクと実クラッチトルクとの差分に応じてクラッチ押圧量変化量を演算する。目標クラッチトルクが実クラッチトルクよりも大きいので、クラッチ押圧量が増加され、クラッチ3は半クラッチ状態となる。それにより、車輪5から入力されるトルクが、被駆動側部32から駆動側部31に伝えられるので、実クラッチトルクが減少し(負の値となり)、目標クラッチトルクと実クラッチトルクとの差分がさらに増加する。それによって、クラッチ3は、半クラッチ状態から速やかに接続状態に至り(時刻t13)、駆動側回転速度と被駆動側回転速度とが一致する。
クラッチ3が接続状態になると、実エンジン回転速度がアイドル回転速度よりも大きいので、クラッチトルクは負となり(図2参照)、エンジントルクによって被駆動側部32の回転が抑制される。これにより、エンジンブレーキを効かせながら、下り坂を下ることができる。
図17は、トランスミッション4のギヤ位置が前進ギヤ位置に設定されている状態で、上り坂を惰行により下る(後進する)場合の動作例を示す。
以上のように、この実施形態によれば、クラッチ3が切断状態のときに、車両1の惰行によって、被駆動側回転速度が駆動側回転速度よりも大きくなる条件1、および車速(すなわち、被駆動側回転速度)が第1所定値V1以上となる条件2のうちの一方または両方が充足されると、半クラッチ制御が開始される。半クラッチ制御では、実クラッチトルクが目標クラッチトルクよりも小さければ、駆動側部31および被駆動側部32の互いの押圧力が強められる。一方、実クラッチトルクが目標クラッチトルクよりも大きければ、その押圧力が弱められる。押圧力の制御は、クラッチアクチュエータ11の制御により達成される。したがって、クラッチアクチュエータ11を制御することにより、実クラッチトルクが目標クラッチトルクに導かれる。目標クラッチトルクは、アイドル回転速度相当値よりも低い回転速度でエンジン2が発生するエンジントルクに相当する値に設定される。
また、この実施形態では、半クラッチ制御において、アクセル全閉に対応する目標クラッチトルクは、エンジン2の運転を維持できる下限エンジン回転速度よりも高いエンジン回転速度でエンジン2が発生するエンジントルクに相当する値に設定される。したがって、ギヤ位置と車両1の走行方向とが不整合のときでも、エンジンストールを回避し、かつエンジンブレーキを効かせながら、重力を利用して坂を下ることができる。
また、前記差分が大きいほど大きな変化量が設定されることにより、速やかに、適切な押圧力を実現できる。それにより、エンジンストールを回避しながら、適切なエンジンブレーキ力を発生させた状態で、重力を利用して坂を下ることができる。
図18は、この発明の第3の実施形態に係るクラッチ制御システムが適用された車両1の構成を説明するためのブロック図である。図18において、図1に示された各部の対応部分に同一の参照符号を付す。
回転パルス生成ユニット50aは、ドライブ軸42の回転に伴って、回転方向に関係無く、回転量に応じた回転パルスを生成する。回転パルス生成ユニット50aが生成した回転パルスが、制御ユニット10に入力される。第1の実施形態の場合と同様に、制御ユニット10は、たとえば、単位時間に入力される回転パルスを計数し、その計数結果に基づいて車速を演算してもよい。また、制御ユニット10は、所定の複数個の回転パルスが入力されるのに要する所要時間を計測し、その計測された所要時間に基づいて車速を演算してもよい。
図19は、半クラッチ制御の具体例を説明するためのフローチャートである。半クラッチ制御に移行すると、制御ユニット10は、ギヤ位置センサ15からギヤ位置情報を取得し(ステップS51)、さらに、回転方向センサ50bの出力に基づいてドライブ軸42の回転方向が前進方向か後進方向かを判別する(ステップS52)。ギヤ位置センサ15は、ギヤ位置情報を取得するギヤ位置取得ユニットの一例である。また、回転方向センサ50bは、前後進判別ユニットの一例である。
制御ユニット10は、取得されたギヤ位置情報が前進ギヤ位置を示し、かつドライブ軸42の回転方向が前進方向であれば、「整合」と判断する。さらに、制御ユニット10は、取得されたギヤ位置情報が後進ギヤ位置を示し、かつドライブ軸42の回転方向が後進方向であれば、「整合」と判断する。一方、制御ユニット10は、取得されたギヤ位置情報が前進ギヤ位置を示し、かつドライブ軸42の回転方向が後進方向であれば、「不整合」と判断する。さらに、制御ユニット10は、取得されたギヤ位置情報が後進ギヤ位置を示し、かつドライブ軸42の回転方向が前進方向であれば、「不整合」と判断する。
この構成によれば、車両1の惰行によって、被駆動側回転速度が駆動側回転速度よりも大きくなり(図4AのステップS12)、かつ車速が第1所定値V1以上となると(図4AのステップS13)、半クラッチ制御(図19)が開始される。半クラッチ制御は、トランスミッション4のギヤ位置と被駆動側部32の回転方向とが整合していれば第1半クラッチ制御(図19のステップS54)であり、それらが不整合であれば第2半クラッチ制御(図19のステップS55)である。したがって、ギヤ位置と被駆動側部32の回転方向との整合/不整合に応じて、適切な半クラッチ制御を実行できる。
第2半クラッチ制御は、駆動側部31および被駆動側部32の押圧力を増減させ、エンジン回転速度またはクラッチトルクを一定に保つようにして、半クラッチ状態を保持する制御であってもよい。これにより、エンジンストールを回避しながら、エンジン2の回転によって車輪5の回転を抑制できる。こうして、ギヤ位置と被駆動側部32の回転方向との整合/不整合によらずに、エンジンストールを回避しながら、エンジンブレーキを利用できる。
(1)前述の実施形態では、一つの制御ユニット10が、エンジン2、クラッチ3およびトランスミッション4を制御する構成を示した。このことは、制御ユニット10がただ一つのコンピュータを含むことを必ずしも意味しない。すなわち、制御ユニット10が複数のコンピュータを含んでいてもよい。たとえば、制御ユニット10は、エンジン2を制御するエンジン制御ユニットと、クラッチ3およびトランスミッション4を制御する変速制御ユニットとを含んでいてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
2 :エンジン
3 :クラッチ
4 :トランスミッション
5 :車輪
6 :動力伝達経路
10 :制御ユニット
11 :クラッチアクチュエータ
12 :クラッチアクチュエータセンサ
13 :シフトアクチュエータ
14 :シフトアクチュエータセンサ
15 :ギヤ位置センサ
16 :車速センサ
16a :回転パルス生成ユニット
20 :アクセル操作子
21 :スロットルバルブ
24 :クランク軸
26 :スロットル開度センサ
27 :ブレーキスイッチ
28 :クランクセンサ
28a :回転パルス生成ユニット
29 :水温センサ
30D :シフトダウンスイッチ
30U :シフトアップスイッチ
31 :駆動側部
32 :被駆動側部
33 :リバース専用スイッチ
41 :メイン軸
42 :ドライブ軸
43 :変速ギヤ
44 :シフトカム
50 :車速センサ
50a :回転パルス生成ユニット
50b :回転方向センサ
NL :下限エンジン回転速度
NT :半クラッチ制御時のアクセル全閉用目標エンジン回転速度
Ni :アイドル回転速度
R0 :下限エンジン回転速度
RN0 :エンジンストール領域
RN1 :目標エンジン回転速度設定領域
RT1 :目標クラッチトルク設定領域
TT :目標クラッチトルク
TU :上限クラッチトルク
Claims (20)
- エンジンから車輪までの動力伝達経路にクラッチおよびトランスミッションが配置された車両のためのクラッチ制御システムであって、
前記クラッチが、前記動力伝達経路上において前記エンジン側および前記車輪側にそれぞれ配置された駆動側部および被駆動側部を有し、クラッチアクチュエータによって前記駆動側部および前記被駆動側部の間を接続および切断するように構成されており、
前記トランスミッションが、前記エンジンの駆動力を前記車輪の前進方向の回転力に変換する前進ギヤ位置と、前記エンジンの駆動力を前記車輪の後進方向の回転力に変換する後進ギヤ位置とを含む複数のギヤ位置を選択可能に構成されており、
前記クラッチの駆動側部の回転速度に対応する駆動側回転速度を検出する第1回転速度検出ユニットと、
前記クラッチの被駆動側部の回転速度に対応する被駆動側回転速度を検出する第2回転速度検出ユニットと、
前記エンジンのアイドル回転速度に相当する値よりも低い値を、アクセル全閉に対応する目標回転速度として設定する目標回転速度設定ユニットと、
前記駆動側回転速度が前記目標回転速度に対して高ければ、前記クラッチの駆動側部および被駆動側部の互いの押圧力を強め、前記駆動側回転速度が前記目標回転速度に対して低ければ前記押圧力を弱めるように前記クラッチアクチュエータを制御するようにプログラムされた半クラッチ制御ユニットと、
前記クラッチが切断状態のときに、前記被駆動側回転速度が前記駆動側回転速度より大きいという第1条件、および前記被駆動側回転速度が所定値以上という第2条件のうちの少なくともいずれか一方が成立すると、前記半クラッチ制御ユニットによる半クラッチ制御に移行するようにプログラムされた半クラッチ移行制御ユニットと
を含む、車両用クラッチ制御システム。 - 前記目標回転速度設定ユニットが、前記エンジンの運転を維持できる下限エンジン回転速度に相当する値よりも高い値を、アクセル全閉に対応する目標回転速度として設定する、請求項1に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記目標回転速度設定ユニットが、前記半クラッチ移行制御ユニットが半クラッチ制御に移行したときのアイドル回転速度に応じて前記目標回転速度を可変設定する、請求項1または2に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記半クラッチ制御ユニットが、前記押圧力の変化量を、前記駆動側回転速度と前記目標回転速度との差分に応じて可変設定するようにプログラムされている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記半クラッチ制御ユニットが、前記差分が大きいほど大きな変化量を設定するようにプログラムされている、請求項4に記載の車両用クラッチ制御システム。
- エンジンから車輪までの動力伝達経路にクラッチおよびトランスミッションが配置された車両のためのクラッチ制御システムであって、
前記クラッチが、前記動力伝達経路上において前記エンジン側および前記車輪側にそれぞれ配置された駆動側部および被駆動側部を有し、クラッチアクチュエータによって前記駆動側部および前記被駆動側部の間を接続および切断するように構成されており、
前記トランスミッションが、前記エンジンの駆動力を前記車輪の前進方向の回転力に変換する前進ギヤ位置と、前記エンジンの駆動力を前記車輪の後進方向の回転力に変換する後進ギヤ位置とを含む複数のギヤ位置を選択可能に構成されており、
前記クラッチの駆動側部の回転速度に対応する駆動側回転速度を検出する第1回転速度検出ユニットと、
前記クラッチの被駆動側部の回転速度に対応する被駆動側回転速度を検出する第2回転速度検出ユニットと、
アイドル回転速度で前記エンジンが発生するエンジントルクに相当する値よりも大きく、前記アイドル回転速度よりも低い所定の回転速度で前記エンジンが発生するエンジントルクに相当する値よりも小さい値を、アクセル全閉に対応する目標クラッチトルクとして設定する目標クラッチトルク設定ユニットと、
前記駆動側部から前記被駆動側部に伝達される実クラッチトルクを取得するクラッチトルク取得ユニットと、
前記目標クラッチトルクよりも前記実クラッチトルクが小さければ前記クラッチの駆動側部および被駆動側部の互いの押圧力を強め、前記目標クラッチトルクよりも前記実クラッチトルクが大きければ前記押圧力を弱めるように、前記クラッチアクチュエータを制御するようにプログラムされた半クラッチ制御ユニットと、
前記クラッチが切断状態のときに、前記被駆動側回転速度が前記駆動側回転速度より大きいという第1条件、および前記被駆動側回転速度が所定値以上という第2条件のうちの少なくともいずれか一方が成立すると、前記半クラッチ制御ユニットによる半クラッチ制御に移行するようにプログラムされた半クラッチ移行制御ユニットと
を含む、車両用クラッチ制御システム。 - 前記目標クラッチトルク設定ユニットが、前記エンジンの運転を維持できる下限エンジン回転速度よりも高いエンジン回転速度で前記エンジンが発生するエンジントルクに相当する値を、アクセル全閉に対応する目標クラッチトルクとして設定する、請求項6に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記目標クラッチトルク設定ユニットが、前記半クラッチ移行制御ユニットが半クラッチ制御に移行したときのアイドル回転速度に応じて前記目標クラッチトルクを可変設定する、請求項6または7に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記半クラッチ制御ユニットが、前記押圧力の変化量を、前記実クラッチトルクと前記目標クラッチトルクとの差分に応じて可変設定するようにプログラムされている、請求項6〜8のいずれか一項に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記半クラッチ制御ユニットが、前記差分が大きいほど大きな変化量を設定するようにプログラムされている、請求項9に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記第2回転速度検出ユニットは、前記クラッチの被駆動側部から前記車輪までのいずれかの回転軸の回転に応じて、回転方向に関係無く、回転量に応じた回転パルスを生成する回転パルス生成ユニットを含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の車両用クラッチ制御システム。
- エンジンから車輪までの動力伝達経路にクラッチおよびトランスミッションが配置された車両のためのクラッチ制御システムであって、
前記クラッチが、前記動力伝達経路上において前記エンジン側および前記車輪側にそれぞれ配置された駆動側部および被駆動側部を有し、クラッチアクチュエータによって前記駆動側部および前記被駆動側部の間を接続および切断するように構成されており、
前記トランスミッションが、前記エンジンの駆動力を前記車輪の前進方向の回転力に変換する前進ギヤ位置と、前記エンジンの駆動力を前記車輪の後進方向の回転力に変換する後進ギヤ位置とを含む複数のギヤ位置を選択可能に構成されており、
前記クラッチの駆動側部の回転速度に対応する駆動側回転速度を検出する第1回転速度検出ユニットと、
前記クラッチの被駆動側部の回転速度に対応する被駆動側回転速度を検出する第2回転速度検出ユニットと、
前記トランスミッションのギヤ位置と前記クラッチの被駆動側部の回転方向とが整合しているときに前記クラッチアクチュエータに対して第1半クラッチ制御を実行し、前記トランスミッションのギヤ位置と前記クラッチの被駆動側部の回転方向とが不整合であるときに前記クラッチアクチュエータに対して前記第1半クラッチ制御とは異なる第2半クラッチ制御を実行するようにプログラムされた半クラッチ制御ユニットと、
前記クラッチが切断状態のときに、前記被駆動側回転速度が前記駆動側回転速度より大きいという第1条件、および前記被駆動側回転速度が所定値以上という第2条件の一方または両方が成立すると、前記半クラッチ制御ユニットによる半クラッチ制御に移行するようにプログラムされた半クラッチ移行制御ユニットと
を含み、
前記第2半クラッチ制御は、前記第1半クラッチ制御に比較して、前記駆動側部および前記被駆動側部の間を弱い押圧力で互いに押し付けるように前記クラッチアクチュエータを駆動する制御を含む、車両用クラッチ制御システム。 - エンジンから車輪までの動力伝達経路にクラッチおよびトランスミッションが配置された車両のためのクラッチ制御システムであって、
前記クラッチが、前記動力伝達経路上において前記エンジン側および前記車輪側にそれぞれ配置された駆動側部および被駆動側部を有し、クラッチアクチュエータによって前記駆動側部および前記被駆動側部の間を接続および切断するように構成されており、
前記トランスミッションが、前記エンジンの駆動力を前記車輪の前進方向の回転力に変換する前進ギヤ位置と、前記エンジンの駆動力を前記車輪の後進方向の回転力に変換する後進ギヤ位置とを含む複数のギヤ位置を選択可能に構成されており、
前記クラッチの駆動側部の回転速度に対応する駆動側回転速度を検出する第1回転速度検出ユニットと、
前記クラッチの被駆動側部の回転速度に対応する被駆動側回転速度を検出する第2回転速度検出ユニットと、
前記トランスミッションのギヤ位置と前記クラッチの被駆動側部の回転方向とが整合しているときに前記クラッチアクチュエータに対して第1半クラッチ制御を実行し、前記トランスミッションのギヤ位置と前記クラッチの被駆動側部の回転方向とが不整合であるときに前記クラッチアクチュエータに対して前記第1半クラッチ制御とは異なる第2半クラッチ制御を実行するようにプログラムされた半クラッチ制御ユニットと、
前記クラッチが切断状態のときに、前記被駆動側回転速度が前記駆動側回転速度より大きいという第1条件、および前記被駆動側回転速度が所定値以上という第2条件の一方または両方が成立すると、前記半クラッチ制御ユニットによる半クラッチ制御に移行するようにプログラムされた半クラッチ移行制御ユニットと
を含み、
前記第1半クラッチ制御は、前記被駆動側回転速度に応じて前記クラッチの駆動側部および被駆動側部の互いの押圧力を可変するように前記クラッチアクチュエータを駆動する制御を含み、
前記第2半クラッチ制御は、前記被駆動側回転速度に応じて前記押圧力を可変し、かつ同じ被駆動側回転速度に対して前記第1半クラッチ制御による前記押圧力よりも小さい押圧力を生じるように前記クラッチアクチュエータを駆動する制御を含む、車両用クラッチ制御システム。 - 前記第2半クラッチ制御は、前記クラッチが接続状態に至る押圧力よりも小さい上限押圧力以下の押圧力を生じるように前記クラッチアクチュエータを駆動する制御を含む、請求項12または13に記載の車両用クラッチ制御システム。
- エンジンから車輪までの動力伝達経路にクラッチおよびトランスミッションが配置された車両のためのクラッチ制御システムであって、
前記クラッチが、前記動力伝達経路上において前記エンジン側および前記車輪側にそれぞれ配置された駆動側部および被駆動側部を有し、クラッチアクチュエータによって前記駆動側部および前記被駆動側部の間を接続および切断するように構成されており、
前記トランスミッションが、前記エンジンの駆動力を前記車輪の前進方向の回転力に変換する前進ギヤ位置と、前記エンジンの駆動力を前記車輪の後進方向の回転力に変換する後進ギヤ位置とを含む複数のギヤ位置を選択可能に構成されており、
前記クラッチの駆動側部の回転速度に対応する駆動側回転速度を検出する第1回転速度検出ユニットと、
前記クラッチの被駆動側部の回転速度に対応する被駆動側回転速度を検出する第2回転速度検出ユニットと、
前記トランスミッションのギヤ位置と前記クラッチの被駆動側部の回転方向とが整合しているときに前記クラッチアクチュエータに対して第1半クラッチ制御を実行し、前記トランスミッションのギヤ位置と前記クラッチの被駆動側部の回転方向とが不整合であるときに前記クラッチアクチュエータに対して前記第1半クラッチ制御とは異なる第2半クラッチ制御を実行するようにプログラムされた半クラッチ制御ユニットと、
前記クラッチが切断状態のときに、前記被駆動側回転速度が前記駆動側回転速度より大きいという第1条件、および前記被駆動側回転速度が所定値以上という第2条件の一方または両方が成立すると、前記半クラッチ制御ユニットによる半クラッチ制御に移行するようにプログラムされた半クラッチ移行制御ユニットと
を含み、
前記第2半クラッチ制御は、前記クラッチが接続状態に至る押圧力よりも小さい上限押圧力以下の押圧力を生じるように前記クラッチアクチュエータを駆動する制御を含む、車両用クラッチ制御システム。 - 前記第2半クラッチ制御は、前記クラッチを切断状態に維持するように前記クラッチアクチュエータを駆動する制御を含む、請求項15に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記トランスミッションのギヤ位置情報を取得するギヤ位置取得ユニットと、
前記車輪が前進方向に回転しているか後進方向に回転しているかを判別する前後進判別ユニットとをさらに含み、
前記半クラッチ制御ユニットが、
前記取得されたギヤ位置情報が前進ギヤ位置を示しかつ前記車輪が前進方向に回転していると判別されている場合、および前記取得されたギヤ位置情報が後進ギヤ位置を示しかつ前記車輪が後進方向に回転していると判別されている場合に、前記第1半クラッチ制御を実行し、
前記取得されたギヤ位置情報が前進ギヤ位置を示しかつ前記車輪が後進方向に回転していると判別されている場合、および前記取得されたギヤ位置情報が後進ギヤ位置を示しかつ前記車輪が前進方向に回転していると判別されている場合に、前記第2半クラッチ制御を実行するようにプログラムされている、請求項12〜16のいずれか一項に記載の車両用クラッチ制御システム。 - 前記前後進判別ユニットが、前記第2回転速度検出ユニットと一体化された回転方向センサを含む、請求項17に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記被駆動側回転速度が所定値以下のときに前記クラッチを切断するように前記クラッチアクチュエータを制御する切断制御ユニットをさらに含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の車両用クラッチ制御システム。
- 前記被駆動側回転速度が前記車両の車速に相当している、請求項1〜19のいずれか一項に記載の車両用クラッチ制御システム。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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